酰化反应器的制作方法

本实用新型涉及化学反应设备技术领域，特别涉及一种酰化反应器。

背景技术：

甲基丙烯酸甲酯是一种有机化合物，又称mma，简称甲甲酯。是一种重要的化工原料，是生产透明塑料聚甲基丙烯酸甲酯的单体。易燃，有强刺激性气味，有中等毒性、生殖毒性和致畸作用，应避免长期接触。用于制造有机玻璃、涂料、润滑油添加剂、塑料、粘合剂、树脂、木材浸润剂、电机线圈浸透剂、离子交换树脂、纸张上光剂、纺织印染助剂、皮革处理剂、印染助剂和绝缘灌注材料等。

乙烯通过氢甲酰化反应制丙醛，丙醛与甲醛进行缩合反应生成甲基丙烯醛；甲基丙烯醛空气氧化成甲基丙烯酸，甲基丙烯酸与甲醇进行酯化反应生成甲基丙烯酸甲酯。中国专利(200810236239.3)公开了一种酰化反应器，该酰化反应器由上部的气液分布段a、中部的传质反应段b和下部的气液分离段c三个部份组成，上部的气液分布段a有氢气和一氧化碳组成的混合气进气管和催化剂溶液的进液管，中部的传质反应段b是本反应器的核心部分，它为圆筒状，内部充满亲水的、直径为0.01～0.2mm金属纤维组成的纤维膜，传质反应段b的圆筒伸入到气液分离段c内，而金属纤维组成的纤维膜则一直伸到气液分离段c的底部，气液分离段c的侧壁上有反应余气出口3，气液分离段c的侧壁上有反应产物液态醛的出口4，气液分离段c的底部有催化剂溶液出口7，它通过管道与循环泵连接，将催化剂溶液循环流动。

因此，有必要开发一种结构科学合理、操作可控且反应均匀能有效控制返混的酰化反应器。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种结结构科学合理、操作可控且反应均匀能有效控制返混的酰化反应器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：该酰化反应器包括筒体，所述筒体的下端连接有椭圆封头，所述筒体的上端连接管板，所述管板上连接有多个管程异形筒体，所述管程异形筒体的上方连接有管程异形平盖；所述管板上设有搅拌器口的一侧设有蛇管循环冷却水入口，另一侧设有蛇管循环冷却水出口；所述蛇管循环冷却水入口和所述蛇管循环冷却水出口从上至下均依次穿过所述管程异形平盖和所述管程异形筒体，且所述蛇管循环冷却水入口穿过所述管板与所述筒体内的管束相连接；所述管束从所述管板贯穿至所述筒体的底部；所述椭圆封头的底部设有排料口，所述排料口的一侧设有硫酸入口，所述筒体上设有多个ach入口、多个远传温度计口和mass溢流口；所述蛇管循环冷却水出口的一侧设有放空口，所述放空口的一侧设有液位开关口。

作为本实用新型的优选技术方案，该酰化反应器还包括搅拌装置，所述搅拌装置包括电机、搅拌主轴和搅拌桨，所述电机与搅拌主轴通过搅拌座相连接，所述搅拌座位于所述管板与所述管程异形平盖之间，所述电机设在所述管程异形平盖的外部；所述搅拌主轴套接在所述搅拌座上穿过所述搅拌器口，位于所述筒体内且贯穿所述筒体和椭圆封头与所述排料口相连接；所述搅拌主轴上连接有若干个搅拌桨，所述搅拌桨通过搅拌套接头插入所述搅拌主轴与所述搅拌主轴相连接。通过搅拌装置的搅拌作用，可以使筒体内的物料更加均匀，同时提高反应效率。

作为本实用新型的优选技术方案，所述筒体的外侧设有夹套筒体，所述椭圆封头的外侧设有夹套封头，所述ach入口的接管穿过所述夹套筒体和所述筒体进入所述筒体内；所述椭圆封头的底部在所述排料口的两侧设有凸缘，所述凸缘与所述排料口的第一法兰盖相连接。

作为本实用新型的优选技术方案，所述夹套筒体上设有夹套循环冷却水入口和夹套循环冷却水出口，用于给所述筒体进行温度调节。

作为本实用新型的优选技术方案，所述筒体的外侧设有若干个加强圈；所述ach入口上设有定位板，所述定位板设置在所述ach入口的上方；所述夹套筒体内均匀等距设置有若干导向板；所述放空口的一侧设有液位开关口；所述夹套筒体与所述筒体的连接处设有垫板。

作为本实用新型的优选技术方案，所述筒体分为三段，分别为上段筒体、中段筒体和下段筒体；其中所述中段筒体沿所述中段筒体的横向方向沿直径均匀对称设有两个耳式支座，所述耳式支座上设有静电接地板。这样的设置可以清除该酰化反应器的多余的静电。

作为本实用新型的优选技术方案，所述筒体的上部在所述夹套循环冷却水出口的下方沿所述筒体的横向方向沿直径均匀对称设有两个吊耳。

作为本实用新型的优选技术方案，所述管程异形筒体的数量为4个，所述管程异形筒体均匀分布；所述管束设置在两个所述异性筒体之间。

作为本实用新型的优选技术方案，所述搅拌桨包括搅拌叶和搅拌刮浆，所述搅拌叶与所述搅拌刮浆交替分布。

作为本实用新型的优选技术方案，所述ach入口、硫酸入口、mass溢流口、夹套循环冷却水入口、夹套循环冷却水出口、蛇管循环冷却水入口和蛇管循环冷却水出口以及远传温度计口均通过螺柱、螺母和缠绕垫连接有法兰盖；所述夹套循环冷却水入口和夹套循环冷却水出口的数量均为3个；所述ach入口的数量为3个且沿所述筒体的径向方向均匀分布在所述筒体上；所述蛇管循环冷却水入口和所述蛇管冷却水出口的数量均为2个且分别设置在所述管程异形筒体上，所述管程异形筒体内设有u形换热管；所述远传温度计口的数量为6个。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：该酰化反应器结构科学合理、操作可控且反应均匀能有效控制返混适用于工业化大量生产。

附图说明

下面结合附图和本实用新型的实施方式进一步详细说明：

图1是本实用新型的酰化反应器的结构示意图；

图2是本实用新型图1中a-a处的局部放大图；

图3是本实用新型图1中b-b处的局部放大图；

其中：1-筒体；101-上段筒体；102-中段筒体；103-下段筒体；2-椭圆封头；201-凸缘；3-管板；4-吊耳；5-管程异形筒体；6-管程异形平盖；7-搅拌器口；8-蛇管循环冷却水入口；9-蛇管循环冷却水出口；10-管束；11-排料口；1101-第一法兰盖；12-硫酸入口；13-ach入口；1301-ach下段入口；1302-ach中段入口；1303-ach上段入口；14-远传温度计口；15-mass溢流口；16-放空口；17-静电接地板；18-搅拌装置；1801-电机；1802-搅拌主轴；1803-搅拌桨；18031-搅拌叶；18032-搅拌刮浆；1804-搅拌座；1805-搅拌套接头；19-夹套筒体；20-夹套封头；21-夹套循环冷却水入口；22-夹套循环冷却水出口；23-加强圈；24-定位板；25-导向板；26-垫板；27-耳式支座。

具体实施方式

实施例：如图1～3所示，该酰化反应器包括筒体1，所述筒体1的下端连接有椭圆封头2，所述筒体1的上端连接管板3，所述管板3上连接有4个管程异形筒体5，所述管程异形筒体5的上方连接有管程异形平盖6；所述管板3上设有搅拌器口7的一侧设有蛇管循环冷却水入口8，另一侧设有蛇管循环冷却水出口9；所述蛇管循环冷却水入口8和所述蛇管循环冷却水出口9从上至下均依次穿过所述管程异形平盖6和所述管程异形筒体5，且所述蛇管循环冷却水入口8穿过所述管板3与所述筒体1内的管束10相连接；所述管束10从所述管板3贯穿至所述筒体1的底部；所述椭圆封头2的底部设有排料口11，所述排料口11的一侧设有硫酸入口12，所述筒体1上设有3个ach入口13；分别为ach下段入口1301、ach中段入口1302和ach上段入口1303；9个远传温度计口14和mass溢流口15；所述蛇管循环冷却水出口9的一侧设有放空口16，所述放空口16的一侧设有液位开关口；该酰化反应器还包括搅拌装置18，所述搅拌装置18包括电机1801、搅拌主轴1802和搅拌桨1803，所述电机1801与搅拌主轴1802通过搅拌座1804相连接，所述搅拌座1804位于所述管板3与所述管程异形平盖6之间，所述电机1801设在所述管程异形平盖6的外部；所述搅拌主轴1802套接在所述搅拌座1804上穿过所述搅拌器口7，位于所述筒体1内且贯穿所述筒体1和椭圆封头2与所述排料口11相连接；所述搅拌主轴1802上连接有8个搅拌桨1803，所述搅拌桨1803通过搅拌套接头1805插入所述搅拌主轴1802与所述搅拌主轴1802相连接；所述筒体1的外侧设有夹套筒体19，所述椭圆封头2的外侧设有夹套封头20，所述ach入口13的接管穿过所述夹套筒体19和所述筒体1进入所述筒体1内；所述椭圆封头2的底部在所述排料口11的两侧设有凸缘201，所述凸缘201与所述排料口11的第一法兰盖1101相连接；所述夹套筒体19上设有夹套循环冷却水入口21和夹套循环冷却水出口22，用于给所述筒体1进行温度调节；所述筒体1的外侧设有3个加强圈23；所述ach入口13上设有定位板24，所述定位板24设置在所述ach入口13的上方；所述筒体1的下部在所述束管10的末端设有导向板25；所述放空口16的一侧设有液位开关口；所述夹套筒体19与所述筒体1的连接处设有垫板26；所述筒体1分为三段，分别为上段筒体101、中段筒体102和下段筒体103；其中所述中段筒体102沿所述中段筒体102的横向方向沿直径均匀对称设有两个耳式支座27，所述耳式支座上设有静电接地板17；所述筒体1的上部在所述夹套循环冷却水出口22的下方沿所述筒体1的横向方向沿直径均匀对称设有两个吊耳4；所述管程异形筒体5均匀分布；所述管束10设置在两个所述异性筒体5之间；所述搅拌桨1803包括搅拌叶18031和搅拌刮浆18032，所述搅拌叶18031与所述搅拌刮浆18032交替分布；所述ach入口13、硫酸入口12、mass溢流口15、夹套循环冷却水入口21、夹套循环冷却水出口22、蛇管循环冷却水入口8和蛇管循环冷却水出口9以及远传温度计口14均通过螺柱、螺母和缠绕垫连接有法兰盖；所述夹套循环冷却水入口21和夹套循环冷却水出口22的数量均为4个；所述ach入口13的数量为3个且沿所述筒体1的径向方向均匀分布在所述筒体1上；所述蛇管循环冷却水入口8和所述蛇管冷却水出口9的数量均为2个且分别设置在所述管程异形筒体5上。

该酰化反应器中的主要反应机理及反应方程式如下：

第一步：反应在ach与h2so4混合中进行，生成α-甲酰胺基异丙基硫酸氢酯；公式如下：

该反应是一个高效放热反应，反应热由循环水移出。

反应过程如下：100％硫酸在外部经fic计量控制下进入硫酸入口12，加入15分钟后启动搅拌桨1803，硫酸加入后该酰化反应器液位上升，待该酰化反应器的筒体1的最下段的远传温度计14指示硫酸温度时，最下段丙酮氰醇在外部经fic计量控制下进入ach最下段入口1301，硫酸和丙酮氰醇反应放热物料温度升高，自蛇管循环冷却水入口8向该酰化反应器通入循环冷却水从蛇管循环冷却水出口9流出，自夹套循环冷却水入口21向该酰化反应器通入循环冷却水从夹套循环冷却水出口22流出，蛇管循环冷却水和夹套循环冷却水分别通过外部经fic计量控制下于该酰化反应器的远传温度计14串级调节控制反应温度95℃，待筒体1的中段筒体102和上段筒体101的远传温度计14指示温度上升到65℃时，分别在中段筒体102和上段筒体103的丙酮氰醇在外部经fic计量控制下进入ach中段入口1302和ahc最上段入口1303，待反应物料液位上升到mass溢流口15时，从mass溢流口15溢流反应器流入并加入下一个反应器，硫酸和丙酮氰醇反应产生的气体从放空口16去洗涤后焚烧；停车时，停止硫酸和丙酮氰醇进料，停止搅拌桨1803，该酰化反应器内反应物料从底部排料口11排出，排净后用氮气吹扫该酰化反应器。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型；凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、反应段数增加或减少、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。